田 野

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北唐山063305）

唐山三友氯堿有限責(zé)任公司電石法PVC 生產(chǎn)裝置經(jīng)分期改造、擴(kuò)建，生產(chǎn)規(guī)模已達(dá)到48 萬(wàn)t/a。在氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生過(guò)量氯化氫，用鹽酸組合塔吸收變成濃度約32%的鹽酸進(jìn)入鹽酸脫析系統(tǒng)，經(jīng)鹽酸常規(guī)脫析系統(tǒng)后變?yōu)闈舛燃s22%的稀鹽酸（以下稱為副產(chǎn)鹽酸）。隨著產(chǎn)能的不斷擴(kuò)大，副產(chǎn)酸量也逐步增大，不僅造成氯化氫浪費(fèi)，而且處理難度較大，環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)較高。該公司原鹽酸脫析系統(tǒng)處理能力為8 t/h，已不能滿足系統(tǒng)生產(chǎn)需求，同時(shí)，該系統(tǒng)自2006 年開車以來(lái)已運(yùn)行10 年，設(shè)備管道老化，泄漏嚴(yán)重，檢修周期日益頻繁，綜合考慮以上因素，該公司2018 年引入南通星球石墨25 t/h鹽酸常規(guī)脫析項(xiàng)目，同時(shí)為徹底解決副產(chǎn)鹽酸處理問(wèn)題，配套增加4 t/h 鹽酸深脫析項(xiàng)目，經(jīng)處理后的酸性廢水濃度達(dá)到1%，可全部回用于鹽酸組合吸收塔吸收過(guò)量氯化氫。

1 工藝流程

1.1 常規(guī)脫析工藝流程

濃度約32%的濃鹽酸用泵經(jīng)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量后，經(jīng)濃酸預(yù)熱器預(yù)熱，打入解析塔頂部噴淋下來(lái)，與來(lái)自塔底再沸器內(nèi)的蒸汽逆向接觸，進(jìn)行質(zhì)量和熱交換，溫度逐漸升高。此時(shí)濃鹽酸中的氯化氫氣體便被解析出來(lái)，由塔頂出來(lái)的氯化氫飽和蒸汽進(jìn)入氯化氫一冷器（循環(huán)水冷卻），再進(jìn)入氯化氫二冷器（冷凍水冷卻）。經(jīng)過(guò)二級(jí)冷卻后的氯化氫氣體用高效除霧器撲集酸霧后輸送至氯乙烯合成工序。濃鹽酸常規(guī)解析后的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為22%的稀鹽酸，其中一部分回流至再沸器補(bǔ)充液面，另一部分進(jìn)入濃酸預(yù)熱器預(yù)熱濃鹽酸，然后用稀鹽酸冷卻器冷卻至低溫后，用泵輸送到鹽酸組合吸收塔作為吸收劑循環(huán)吸收氯化氫，多余部分送深度脫析裝置進(jìn)行深度解析，鹽酸常規(guī)解析工藝流程示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 鹽酸常規(guī)解析工藝流程示意圖

1.2 深度脫析工藝流程

稀鹽酸用鹽酸泵加壓后與氯化鈣循環(huán)泵輸送的氯化鈣溶液用1 臺(tái)噴射混合器混合后，進(jìn)入解析塔頂部，在重力作用下向下流動(dòng)；同時(shí)，溶液不斷的通過(guò)熱虹吸自然循環(huán)再沸器加熱，這樣，氣體被蒸餾分離出并向上流動(dòng)。在這個(gè)操作過(guò)程中，氯化氫氣體從鹽酸與氯化鈣混合溶液中汽提并從塔頂排出。氯化鈣溶液是作為共沸打破物，相對(duì)于氯化氫氣體的分壓來(lái)說(shuō)抑制了水蒸氣的分壓。

由塔頂出來(lái)的氯化氫飽和蒸汽進(jìn)入氯化氫一冷器（循環(huán)水冷卻），再進(jìn)入氯化氫二冷器（冷凍水冷卻）。經(jīng)過(guò)二級(jí)冷卻后的氯化氫氣體經(jīng)高效除霧器補(bǔ)集酸霧后輸送至氯乙烯合成工序。

而塔底得到含有微量HCl 的稀氯化鈣溶液，進(jìn)入氯化鈣閃蒸濃縮部分。先進(jìn)入氯化鈣提濃塔，該提濃塔與熱虹吸自然循環(huán)蒸發(fā)器相連。 在這個(gè)階段，過(guò)量的水被閃蒸蒸發(fā)出去，經(jīng)蒸汽冷凝器將水蒸氣進(jìn)行充分冷凝后收集到廢水槽內(nèi)，經(jīng)廢水冷卻器冷卻到低溫后大部分回到酸吸收工序吸收VCM氣中的氯化氫；多余部分去含汞廢水處理單元，得到凈化的水后回用。濃縮后的氯化鈣溶液用氯化鈣循環(huán)泵送回稀酸解析塔循環(huán)使用，鹽酸深度脫析工藝流程示意圖見(jiàn)圖2。

圖2 鹽酸深度解析工藝流程示意圖

2 開車過(guò)程存在的問(wèn)題及解決措施

2.1 常規(guī)脫析

常規(guī)脫析技術(shù)較成熟，因此開車過(guò)程較順利，經(jīng)短期調(diào)整，各項(xiàng)指標(biāo)基本穩(wěn)定，運(yùn)行較好。開車初期， 解析塔再沸器蒸汽冷凝水輸送至燒堿鹽水工序，因距離較長(zhǎng)阻力大造成冷凝水罐液位偏高，塔釜溫度難以穩(wěn)定控制造成指標(biāo)波動(dòng)，后期對(duì)冷凝水管進(jìn)行改造臨時(shí)送至乙炔清凈沉降池，降低冷凝水輸送壓力，保持冷凝水罐液位穩(wěn)定。長(zhǎng)遠(yuǎn)設(shè)計(jì)目標(biāo)增加1 臺(tái)蒸汽冷凝水緩沖罐和大揚(yáng)程輸送泵，將蒸汽冷凝液輸送至燒堿車間鹽水工序回收利用。

2.2 鹽酸深度脫析

深脫析系統(tǒng)為首次開車缺少運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，因此初期未達(dá)到理想效果，但經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的摸索總結(jié)，目前各項(xiàng)工藝指標(biāo)運(yùn)行穩(wěn)定，均在控制范圍內(nèi)，自開車以來(lái)遇到以下幾項(xiàng)問(wèn)題。

（1）經(jīng)處理后酸性水濃度不達(dá)標(biāo)

裝置投用初期氯化鈣與稀酸加入比例為2.5∶1，產(chǎn)出酸性水濃度為6%～7%，未達(dá)到預(yù)期的1%的效果。針對(duì)此問(wèn)題，氯化鈣加入量調(diào)整比例至3∶1，酸性水濃度有所下降，但仍未達(dá)到理想效果。經(jīng)與廠家交流，決定將稀酸解析塔塔釜溫度上調(diào)7～8 ℃，控制在140 ℃，經(jīng)調(diào)整后指標(biāo)控制在理想范圍內(nèi)。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

解析塔中加入的氯化鈣濃度為50%，崗位人員采用比重計(jì)定期測(cè)量系統(tǒng)循環(huán)氯化鈣比重，通過(guò)比重對(duì)照表判斷氯化鈣濃度，但隨著運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，鹽酸中的雜質(zhì)融入到氯化鈣溶液中導(dǎo)致比重表與實(shí)際濃度存在一定偏差， 影響對(duì)氯化鈣濃度的判斷，從而導(dǎo)致酸性水濃度增加。因此將氯化鈣濃度列為日常分析指標(biāo)，由分析室用指示滴定法進(jìn)行氯化鈣濃度分析，為生產(chǎn)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，及時(shí)根據(jù)氯化鈣濃度調(diào)整提濃塔溫度，保證氯化鈣濃度達(dá)標(biāo)。

表1 鹽酸深度脫析運(yùn)行數(shù)據(jù)

（2）自動(dòng)調(diào)節(jié)閥失靈

運(yùn)行一段時(shí)間后，氯化鈣調(diào)節(jié)閥PV-0709、FV-0702 出現(xiàn)了改變開度但流量不變的現(xiàn)象，停車拆下閥門檢查發(fā)現(xiàn)閥桿與球閥閥芯連接鍵已被腐蝕，無(wú)法帶動(dòng)球閥閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整流量。原閥桿為316 不銹鋼材質(zhì)，不能抵擋高溫氯化鈣與鹽酸混合液體的強(qiáng)腐蝕性，將閥桿材質(zhì)更換為哈B 后運(yùn)行一段時(shí)間仍有腐蝕現(xiàn)象，后將閥桿更換為鉭材質(zhì)，目前運(yùn)行無(wú)問(wèn)題。

（3）塔釜溫度波動(dòng)大

解析塔與提濃塔再沸器溫度均為自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，聯(lián)鎖控制分別見(jiàn)圖3 和圖4。因該公司所用蒸汽為三友集團(tuán)熱電公司供應(yīng)，輸送距離較長(zhǎng)，壓力波動(dòng)大，從而引起再沸器溫度調(diào)節(jié)閥頻繁動(dòng)作導(dǎo)致溫度波動(dòng)影響工藝指標(biāo)。針對(duì)此現(xiàn)象，該公司將溫度連鎖調(diào)節(jié)改為壓力聯(lián)鎖調(diào)節(jié)，保證再沸器蒸汽壓力穩(wěn)定，有效改善了指標(biāo)波動(dòng)情況。

圖3 溫度聯(lián)鎖控制

圖4 壓力聯(lián)鎖控制

解決了以上問(wèn)題，目前常規(guī)脫析及深脫析系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了副產(chǎn)鹽酸的綜合處理利用。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)增加新的鹽酸常規(guī)脫析和深脫析系統(tǒng)并配套含汞廢水處理裝置，該公司實(shí)現(xiàn)了聚氯乙烯生產(chǎn)中副產(chǎn)鹽酸的循環(huán)回收利用，既達(dá)到了回收鹽酸中氯化氫的經(jīng)濟(jì)效益，又解決了處理副產(chǎn)鹽酸面臨的環(huán)保問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保效益最大化。